Question

長期露置在空氣中的銅器表面有一層綠色固體．小強(qiáng)帶著濃厚的興趣對(duì)該綠色固體的元素組成進(jìn)行研究．請(qǐng)你結(jié)合下列裝置圖回答問題．

查閱資料：金屬銅長時(shí)間放置在空氣中，與氧氣等物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成“銅綠”．
空氣中氮?dú)夂拖∮袣怏w的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下難與其他物質(zhì)反應(yīng)．
猜想與假設(shè)：經(jīng)過思考和推理，小強(qiáng)認(rèn)為“銅綠”的組成元素可能是銅、氧、氫、碳元素．
實(shí)驗(yàn)與結(jié)論：小強(qiáng)按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)連接A→______→______裝置（填裝置代號(hào)），在檢查裝置氣密性后進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你幫助小強(qiáng)完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：將一定量綠色固體裝入反應(yīng)容器中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)	①白色無水硫酸銅變藍(lán)色	產(chǎn)物中有______
	②______	產(chǎn)物中有二氧化碳 寫出檢驗(yàn)二氧化碳的化學(xué)方程式： ______
	③綠色固體變黑色

小李和小王兩位同學(xué)對(duì)堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]受熱完全分解后的黑色固體的成分進(jìn)行探究．
（1）小李根據(jù)堿式碳酸銅的化學(xué)式對(duì)黑色固體產(chǎn)物做出以下猜想：①可能是碳，②可能是氧化銅．③可能是碳和氧化銅的混合物．他做出以上猜想的依據(jù)是______；
（2）小王根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)為猜想③可以排除，理由是______；
（3）為驗(yàn)證①、②猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，待完全反應(yīng)后靜置觀察現(xiàn)象．若猜想①正確，現(xiàn)象應(yīng)該是______；若猜想②正確，現(xiàn)象應(yīng)該是______．
通過實(shí)驗(yàn)探究得知“銅綠”是由銅、氧、氫、碳四種元素組成．
反思與應(yīng)用：大多數(shù)金屬的銹蝕與鐵、銅的銹蝕相似，金屬的銹蝕給人類帶來了巨大的損失，請(qǐng)寫出防止金屬銹蝕的一種方法：______．

Answer 1

解：無水硫酸銅可用于檢驗(yàn)是否有水，澄清石灰水可用于檢驗(yàn)二氧化碳的存在．所以我們可以用裝置A連接裝置E，看無水硫酸銅是否變藍(lán)，如果變藍(lán)，說明產(chǎn)物中有水生成；再通入裝置D澄請(qǐng)石灰水，石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成．故A可連接：ED；
二氧化碳與澄請(qǐng)石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
故答案為：E；D，

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：將一定量綠色固體裝入反應(yīng)容器中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)	①白色無水硫酸銅變藍(lán)色	產(chǎn)物中有 H2O
	②澄清石灰水變渾濁	產(chǎn)物中有二氧化碳 寫出檢驗(yàn)二氧化碳的化學(xué)方程式： 　CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
	③綠色固體變黑色

（1）根據(jù)堿式碳酸銅的化學(xué)式對(duì)黑色固體產(chǎn)物做出猜想的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；
（2）猜想③可以排除，理由是碳具有還原性，能將氧化銅還原為銅，二者在高溫下不能共存；
（3）鑒別碳和氧化銅，向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，待完全反應(yīng)后靜置觀察現(xiàn)象．若猜想①正確，因?yàn)樘己拖×蛩岵环磻?yīng)，所以固體沉淀在試管底部，無現(xiàn)象；若猜想②正確，現(xiàn)象應(yīng)該是氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，溶液變藍(lán)色；
（4）金屬在空氣中被腐蝕主要是由于和空氣中的氧氣、水及二氧化碳反應(yīng)所致，所以要防止金屬被腐蝕通常采用將金屬放在干燥的環(huán)境中或隔絕空氣．如金屬表面刷油漆、加鍍層金屬等．
故答案為：
（1）化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變；
（2）C和CuO要發(fā)生反應(yīng)；
（3）黑色固體不溶解，溶液不變色；黑色固體全部溶解，溶液由無色變成藍(lán)色；
（4）刷油漆等；
分析：無水硫酸銅可用于檢驗(yàn)是否有水，澄清石灰水可用于檢驗(yàn)二氧化碳的存在；一般是先檢驗(yàn)水分存在再檢驗(yàn)其它氣體．然后根據(jù)現(xiàn)象寫出結(jié)論，或根據(jù)結(jié)論寫出現(xiàn)象，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；
（1）反應(yīng)物為堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量都不變，所以反應(yīng)后物質(zhì)也由銅、氧、氫、碳幾種元素組成，據(jù)此可作出猜想；
（2）猜想③碳和氧化銅的混合物受熱會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成銅和二氧化碳，所以此猜想不合理；
（3）鑒別碳和氧化銅，根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)不同，可向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，碳和稀硫酸不反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，溶液變藍(lán)色，據(jù)此可鑒別碳和氧化銅．
（4）可從金屬腐蝕的原理進(jìn)行分析解答．
點(diǎn)評(píng)：本題通過實(shí)驗(yàn)探究堿式碳酸銅的受熱分解產(chǎn)物，屬于中檔題．實(shí)驗(yàn)猜想要有依據(jù)，不能憑空猜想，驗(yàn)證猜想要通過實(shí)驗(yàn)，依據(jù)碳和氧化銅的化學(xué)性質(zhì)不同選擇合適的試劑，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同可鑒別二者．